[發明專利]一種多用戶測量設備無關量子密鑰分發系統及方法

有效

• 申請號: 201711420061.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108183793B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 郭邦紅;張立濤;胡敏;冉攀;曾涵宇;曾炎穎;何翼龍
• 申請（專利權）人: 廣東國騰量子科技有限公司
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70;H04B10/524;H04B10/532;H04B10/54;H04B10/564
• 代理公司: 廣州圣理華知識產權代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟

1.一種多用戶測量設備無關量子密鑰分發系統，包括多個用戶端和中間測量單元，其特征在于，

所述多個用戶端分別通過量子信道和中間測量單元連接，其中：

所述多個用戶端均包括脈沖激光器、偏振調制器、強度調制器和可調衰減器；

所述中間測量單元包括第一偏振分束器、第二偏振分束器······第N-1偏振分束器和N個單光子探測器；

所述第一偏振分束器，第二偏振分束器······和第N-1偏振分束器依次連接；

所述多個用戶端分別為結構相同的User-1端、User-2端、User-3端······User-n端，其中：

所述User-1端的可調衰減器和User-2端的可調衰減器分別與第一偏振分束器連接，所述User-3端可調衰減器與第二偏振分束器連接······以此類推，所述User-n端可調衰減器與所述第N-1偏振分束器連接；

N個單光子探測器分別為第一單光子探測器，第二單光子探測器，第三單光子探測器······第N光子單探測器，所述第一單光子探測器與所述第一偏振分束器連接，所述第二單光子探測器與所述第二偏振分束器連接······，以此類推，所述第N-2單光子探測器與所述N-2偏振分束器連接，所述第N-1單光子探測器和第N單光子探測器均與所述N-1偏振分束器連接；

所述多個用戶端的脈沖激光器分別發出脈沖激光，進入到對應的偏振調制器中，依據隨機產生的比特位分別把脈沖激光隨機調制成水平、垂直、+45度或-45度偏振脈沖激光，再經過強度調制器把偏振脈沖激光分別調制成誘騙態和信號態，再經過可調衰減器衰減成為平均光子數小于1的脈沖激光，然后發送到中間測量單元進行檢測；

多個用戶端輸出的平均光子數小于1的脈沖激光分別進入到中間測量單元對應的偏振分束器中，所述第一偏振分束器，第二偏振分束器······第N-1偏振分束器對多個用戶端輸入的水平或垂直偏振態組成的聯合量子態的進行變換，N個單光子探測器根據輸入的量子態做出響應：

當所有用戶均選擇由水平和垂直偏振態組成的Z基矢時，若N個單光子探測器均有響應，判定所有用戶端發送的脈沖激光偏振態均相同，此時N個用戶端各自直接保留比特位，根據保留的比特位直接生成密鑰；

當所有用戶均選擇由水平和垂直偏振態組成的Z基矢時，若N個單光子探測器中只有任意N-1個響應，判定N個用戶端中有m(mN，m為正整數)個用戶端發送的偏振態與其他N-m個用戶端發送的偏振態不同，那么將發送偏振態不同的m個用戶端進行比特反轉或者另外N-m個用戶端進行比特反轉，得到的比特位為生成的密鑰；

若小于N-1個單光子探測器或者無單光子探測器響應，則視為此次通信無效。

2.如權利要求1所述的一種多用戶測量設備無關量子密鑰分發系統，其特征在于，所述比特位包括“0”和“1”，比特位的反轉表示“0”和“1”之間的相互轉換。

3.如權利要求1所述的一種多用戶測量設備無關量子密鑰分發系統，其特征在于，所述N-1個偏振分束器均采用四端口偏振分束器。

4.如權利要求1所述的一種多用戶測量設備無關量子密鑰分發系統，其特征在于，所述量子信道采用光纖或者空氣。